5.4.5 Flächeninhalt
Der Inhalt einer Fläche ist die Zahl der Einheitsquadrate, die man benötigt, um diese Fläche vollständig zu bedecken.
| Zuerst sollen Rechtecke betrachtet werden. Wenn ein Rechteck eine Seite der Länge und eine benachbarte Seite der Länge hat, dann gibt es Reihen mit Einheitsquadraten, also Einheitsquadrate. |  |
Info 5.4.10
Fläche eines Rechtecks
Die Fläche eines Rechtecks mit den Längen und benachbarter Seiten ist
| Damit lässt sich nun auch leicht der Flächeninhalt eines rechtwinkligen Dreiecks berechnen. Es sei ein rechtwinkliges Dreieck, welches um gedreht werde. Legt man anschließend das ursprüngliche und das neue Dreieck entlang der beiden Hypotenusen aneinander, so erhält man ein Rechteck. |  |
Der Flächeninhalt des Dreiecks ist nun die Hälfte des Flächeninhaltes des Rechtecks, also .
Und wie berechnet man die Fläche, wenn das Dreieck nicht rechtwinklig ist?
Aus jedem beliebigen Dreieck kann man zwei rechtwinklige Dreiecke gewinnen, indem man von einer Ecke aus eine Linie auf die gegenüberliegende Seite zieht, so dass sie diese senkrecht trifft. Diese Linie nennt man die Höhe eines Dreiecks auf die bestimmte Seite , wobei der Index derjenigen Seite , oder entspricht, über der die Höhe bestimmt wird.
Je nachdem, ob die neue Linie innerhalb oder außerhalb des Dreiecks liegt, ergibt sich der Flächeninhalt des Dreiecks dann aus der Summe oder der Differenz der Flächeninhalte der beiden sich ergebenden rechtwinkligen Dreiecke:
Links gilt also (wenn den Flächeninhalt des Dreiecks bezeichnet)
Rechts gilt
Somit kann der Flächeninhalt stets mittels einer Seitenlänge und der Länge der hierzu senkrechten Höhe berechnet werden.
Info 5.4.11
Dreiecksfläche
Der Flächeninhalt eines Dreiecks berechnet sich aus der Hälfte des Produkts der Länge einer Seite mit der Länge der zugehörigen Höhe des Dreiecks:
Dabei ist die Höhe eines Dreiecks auf einer Seite die Strecke, die von dem der Seite gegenüberliegenden Punkt ausgeht und die Gerade, auf der die Seite liegt, im rechten Winkel trifft.
Beispiel 5.4.12
| Bei dem hier gezeigten Dreieck ist die Höhe gegeben, die zur Seite mit dem Wert gehört. Bei den Angaben handelt es sich jeweils um gerundete numerische Werte. Der Flächeninhalt des Dreiecks ist also rund |  |
Aufgabe 5.4.13
Berechnen Sie den Flächeninhalt des Dreiecks:
Mit der Formel für den Flächeninhalt von Dreiecken lassen sich auch Flächen von anderen Vielecken – auch Polygone genannt – bestimmen. Denn jedes Vieleck kann in Dreiecke unterteilt werden, indem man so lange Diagonalen einzeichnet, bis die Teilflächen Dreiecke sind. Die Summe der Flächeninhalte dieser Dreiecke ergibt den Flächeninhalt des Vielecks. Hier soll die Betrachtung jedoch auf einige einfache Formen beschränkt bleiben. Im folgenden Beispiel kann man das Vieleck in ein Dreieck und ein Rechteck zerlegen. Dadurch wird die Berechnung besonders einfach.
Beispiel 5.4.14
Man betrachte das rechts dargestellte Vieleck, ein Trapez. In diesem Beispiel kann man das Vieleck in ein rechtwinkliges Dreieck mit den Katheten und und der Hypotenuse sowie ein Rechteck mit den Seiten und unterteilen. Der Flächeninhalt des Polygons ist dann: |  |
Aufgabe 5.4.15
Berechnen Sie den Flächeninhalt des dargestellten Parallelogramms für und . |  |
Lösung
| Man kann das Parallelogramm in das linke rote Dreieck, einem folgenden Rechteck und das rechte Dreieck aufspalten. Schneidet man das rote Dreieck aus und setzt es von rechts an das Parallelogramm, erhält man ein Rechteck mit den Seiten und . Der Flächeninhalt ergibt sich dann zu |  |
Zum Schluss sollen noch Kreisflächen berechnet werden. In 5.2.3 Winkelmessung wurde bereits die Kreiszahl vorgestellt, die das Verhältnis zwischen Umfang und Durchmessung eines Kreises beschreibt. Auch in der Formel für den Flächeninhalt von Kreisen kommt die Kreiszahl vor.
Info 5.4.16
Flächeninhalt eines Kreises
Der Flächeninhalt eines Kreises mit dem Radius berechnet sich zu
Beispiel 5.4.17
Ein Kreis mit dem Radius habe einen Flächeninhalt von rund . Hieraus lässt sich die Kreiszahl näherungsweise berechnen: Aus folgt . Mit den angegebenen Werten ergibt sich der Näherungswert